Двигатель для межзвёздных перелётов

[Иван Моисеев]

Всегда надо стремиться к максимизации скорости истечения! Сколько можно, столько и нужно получать!
Но это - БРЕД. Идиотизм.
Высшая форма кретенизма. Узколобости.

Вы элементарно не понимаете и ломитесь в открытую дверь, воюя с мельницами, которые сами же и придумали.
"Всегда надо стремиться к максимизации скорости истечения!"
Да, всегда. Это вы можете прочитать в любой книжке.
Но явно добавляется или молчаливо имеется ввиду (в расчете на грамотного читателя) "при прочих равных условиях".
А с учетом это добавления, весь ваш антискоростной панегирик теряет всяческий смысл.

[MenFrame]

 А летящая вперед полезная нагрузка - это так не разогрев Вселенной)))

Разогрев, любая деятельность это разогрев вселенной. Просто часть этого разогрева связана с выполнением полезной работы, а часть с бесполезной работой. Наша цель сделать так что бы максимум энергии пошел на полезную работу, и минимум на бесполезную.

Важна именно скорость самого выброса относительно "выхлопной трубы" движка'

Важна скорость выброса относительно точки отсчета. В нашем случае это момент старта.

[alex_semenov]

Да, всегда. Это вы можете прочитать в любой книжке.

То есть я - прав. Дурака растим. Дурака лелеим?
Мои кривые вам - как барану новые ворота. Понятно... И даже Шепард вам не указ!... 

Но явно добавляется или молчаливо имеется ввиду (в расчете на грамотного читателя) "при прочих равных условиях".

"Прочие равные" - ЭТО ЧТО? Тяга? Мощность? Секундный расход топлива? (энерговооружённость я не вспоминаю).
Вы понимаете что сохранить "прочие равных" тут  В ПРИНЦИПЕ НЕВЫПОЛНИМО? Потянешь одно - полезет всё другое! Что фиксируем РАВНЫМ? Можно что угодно (но не всё одновременно). Я например, прочим равным принимаю именно удельную мощность или энерговооружённость (как самую плохо регулируемую величину).
Ваше поправка "для умных" это за всё хорошее против всего плохого. То есть ни о чём!

[MenFrame]

А вот это вопрос спорный-интересны.

Этот вопрос предельно ясный. Ступенчатость нужна сугубо для старта из гравитационной ямы. Потому как в начале требуется мощность очень большая, а потом нет соответственно от части двигателей и баков можно избавляться. В случае разгона в свободном пространстве, вам нужен один двигатель который обладает достаточным ресурсом что бы по максимуму использовать энергию и рабочее тело. Ступенчатость же предполагает что у вас несколько двигателей часть которых не используется, что просто бессмысленно. Ступенчатость если и нужна то только с точки зрения баков если они имеются.

[Иван Моисеев]

Да, вы варьировали и скорость истечения. Согласен. Но вы ее варьировали в явно малом диапазоне.

Закономерность ясна, можно продолжать в обе стороны, но и так все ясно.

И главное, у вас зафиксирован секундный расход.

Опять двадцать пять. Чукча не читатель?

[Vavanzer]

в открытую дверь, воюя с мельницами, которые сами же и придумали.
"Всегда надо стремиться к максимизации скорости истечения!"

  Он просто мыслит очень узко. Однобоко. В рамках одноступенчатых щемных ракет на химическом топливе))) Даже не может выйти на уровень многоступенчатой схемы с разными характеристиками движков, которые устанавливают на разные ступени!))) Для разных условий разгона задач .

   В космосе, мы можем навьючить на ракету хоть сколько дополнительных баков, разгон все равно будет, даже на одном "слабом" движке! Хоть 100 , хоть 1000, хоть 10000!
  Мы можем и сам движок сделать более долгоиграющим. За счет уменьшения его тепловых нагрузок.  А будучи ограниченными по мощности в источнике энергии для движка, можем "дожать" его возможности количеством отбрасываемой массы, и выжать из этой мощности (и запасенной в нем энергии) гораздо большую итоговую скорость полета!))
   Можем вообще еще подавать доппорции энергии различными способами до некоторого расстояния. (Лазеры, Солнце). Сделать многоступенчатую версию в конце концов... С возвращаемыми/невозвращаемыми ступенями и баками...

  Там уже ничто не мешает разгоняться хоть неделю, хоть месяц, хоть год! Это с Земли ракета не поднимется, если ее тяга будет ниже силы притяжения! А в невесомосте вообще по барабану!

[Vavanzer]

Ступенчатость нужна сугубо для старта из гравитационной ямы. Потому как в начале требуется мощность очень большая, а потом нет соответственно от части двигателей и баков можно избавляться

  Она нужна еще и при большом превышении массы "топлива" отн ПН. Там баки, крепления, подающие агрегаты и прочее, что целнсообразно отбросить.  Еще, если ресурс движка не позволит всю массу топлива обработать. И придется включать другой... Выкинув первый.
  Ну и если мы хотим получить большее ускорение на начальном этапе. Придется предусматривать 2 ступени, к примеру.
  Если подкидываем энергию вдогонку, то еще и движок отдельный для этой энергии добавляется. Который потом не нужен будет, когда ракета улетит дальше зоны улавливания.

 А третья ступень может быть вообще другая. Там ионник малой тяги какой нибудь с ядерным источником. Или небольшой поточный ядерный/термоядерный движок. Чтоб еще скорость добавить и сократить время полета на годы и десятилетия. Ну и маневры чтоб было чем совершать, коррекцию курса. Эту ступень тож можно на 2 разделить, к примеру.
   

[Vavanzer]

  Еще один момент позитивный в многоступенчастости. Если какая то из ступеней отработается не полностью или откажет, мы не теряем всю систему и миссию. Просто скидываем ступень и включаем следующую. Потеряем только в скорости и времени полета до соседней звезды!
 Тк вся эта сборка не упадет никуда иза того что не набрала нужную скорость, как в случае с земными ракетами!)))

[Алексей Николаевич.]

пассивной массы.

Так если классический бомболёт или фотонник, там нет этой массы вообще.
Не изображают.
Считают что испарившейся части плиты или просто излучений и частиц от самой вспышки хватит.
Я об этом и говорю.
Если уж считать чрезмерным фотонник или бомболёт для межпланетных сообщений по скорости истечения и энергетике, то придётся добавлять именно расходуемое рабочее тело.
И немало. Чем снизится скорость истечения в сравнении с "чистой" системой.

[Иван Моисеев]

То есть я - прав. Дурака растим. Дурака лелеим?
Мои кривые вам - как барану новые ворота. Понятно... И даже Шепард вам не указ!...

Если вы приходите к неверному выводу, значит либо кривые недостаточно кривы, либо вы их неправильно интерпретируете. А Шепард по поводу ваших построений ничего не говорил.

"Прочие равные" - ЭТО ЧТО? Тяга? Мощность? Секундный расход топлива? (энерговооружённость я не вспоминаю).

Это зависит от того, за счет чего вы решили увеличивать скорость истечения. Классический вариант - за счет длины сопла и массы ДУ.

Вы понимаете что сохранить "прочие равных" тут  В ПРИНЦИПЕ НЕВЫПОЛНИМО? Потянешь одно - полезет всё другое!

Понятно, книги пишут для дураков, а не для вас.
Авторы большинства книг не разжевывают очевидности.
Тем не менее, инженеры, книги читавшие, работают именно так.
Увеличил скорость истечения за счет технологии или того параметра, который менее значим - иди получай нехилую премию (так было на заре советской космонавтики).
Давали премию и за снижение массы.
А удельную мощность - не давали. А если и давали - то только в морду.

[Vavanzer]

Давали премию и за снижение массы.
А удельную мощность - не давали. А если и давали - то только в морду.

Быть такого не может. Тк это очень важный параметр. Снять побольше мощности с килограмма движка, или побольше лошадей на тонну - за этим всегда гнались и везде. И в ДВС для транспорта, и в авиации и в ракетостроении.
 Просто где то это уже уперлось в определенные пределы. И застопорило дальнейшее развитие.
  У меня к примеру есть одна идейка хорошая, как сильно повысить мощность движков с контактным истечением горячей массы. Но я ее не скажу. Тк премию за нее хочу большую!))))

[Иван Моисеев]

Быть такого не может. Тк это очень важный параметр. Снять побольше мощности с килограмма движка, или побольше лошадей на тонну - за этим всегда гнались и везде. И в ДВС для транспорта, и в авиации и в ракетостроении.

Во-первых, это вы считаете, что удельная мощность -  это с килограмма движка, а Семенов считает, что килограмма ракеты, которую забыли заправить.
Во-вторых, ни за ту, ни за другую не давали. Вы можете посмотреть любые статьи о ЖРД в Вики или в энциклопедиях.  Нигде этот параметр не указан. Считают не важным.

[Ulkolainen]

Как это сделать?
Речь то идёт о взрывах термоядерных пеллет, либо о взрывах порций антивещества.
Их и так по минимуму будут делать.
Куда их можно уменьшить или увеличить?

Отбрасывать не только продукты взрыва, но и балласт (рабочее тело) - ту самую породу, которую "Вам" предстояло извлечь изнутри в первой части разговоров про астероид-ковчег. Ну или воду, которую Вы тогда же предпочли закачивать вместо. Её порции могут делаться сколь угодно разными при одной и той же мощности каждой "ТЯ-пеллеты".

А вот наличие рабочего тела в том хотя бы виде, как я изобразил, и есть возможность регулирования скорости истечения.
Для планетолётов подходит.

Нет. Потому что хранение РТ, уже нагретого энергией взрыва, в любом типе штабелей на борту корабля - безумие в плане теплопотерь. 
Оптимум бомболета в том, чтобы самому почти не греться, чтобы всё горячее было отброшено чем быстрей, тем лучше. В т.ч. абляцией наружных слоев плиты.

Когда мы возмем на борт не 250тонн рабочего вещества, а еще пару сотен тонн привяжем.

... то разгоним одну тонну до шести u.

Во-первых, это вы считаете, что удельная мощность -  это с килограмма движка, а Семенов считает, что килограмма ракеты, которую забыли заправить.

Не утрируйте.
Не забыли, а израсходовали. И не до нуля, а до намеченного предела. "Сухая" ракета из расчетов не обязана стать физически сухой к концу расчетного этапа разгона - в ней может оставаться топливо/РТ на торможение, коррекцию, ориентацию и т.д. в любом потребном на то кол-ве. Истрачено будет только всё предназначенное на разгон.

[petrovich1964]

выбросив больше рабочего тела с меньшей скоростью вы получите больше тяги и соответсвенно больше ускорение

выбросив больше рабочего тела с большей скоростью вы получите ещё больше тяги и соответственно ещё большее ускорение
\( m1V1=m2V2 \)

(кликните для показа/скрытия)

Странный подход для ракеты - экономить энергию чтобы не нагревать Вселенную. Можно подумать что там счётчик считает киловатты за которые Вам платить придётся. 

[MenFrame]

Странный подход для ракеты - экономить энергию чтобы не нагревать Вселенную.

Это называется энергетическая эффективность, меньше греешь вселенную больше энергии уходит на разгон корабля, а значит больше его скорость.

за которые Вам платить придётся.

Конечно придется платить....большим временем миссии.

Я удивляюсь что закон сохранения энергии это что сложное для вас.

[alex_semenov]

Странный подход для ракеты - экономить энергию чтобы не нагревать Вселенную. Можно подумать что там счётчик считает киловатты за которые Вам платить придётся.

Суть в том что за каждый Джоуль (или Ватт) энергии/мощности потраченные двиЖителем В ПУСТУЮ (неоптимальным движителем), "на нагрев вселенной", вам, почти без вариантов  придётся в двиГателе, ПРЕДВАРИТЕЛЬНО, "оплатить" еще одним Джоулем или Ваттом энергии (мощности)   частично или полностью ПАРАЗИТНОЙ энергии/мощности для вашей коснтуркции.
Кпд тяговой системы (привода) произведение КПД движителя на КПД двигателя.
Если у вас неоптимальный движитель (ну например гребное колесо вместо винта, знакома история?) то вам нужен более мощный двигатель для того же результата.И значит большие паразитные затраты (гуще дым из трубы, больше топлива и больше всякой мороки с отводом тепла).



Оно вам надо?
Ну как конструктору. Посудите сами!
Погуглите. Известное показательное соревнование 1843 года двух судов «Раттлер» и «Алекто».
Одинаковая мощность паровой установки. Но разные двиЖители.
Победил более эффективный. Винт.
Так же и с эффективной (энергетически отимизированной) ракетой.
Скажите, зачем вам рвать жилы и греть .. нет, не вселенную, а свой звездолёт ЛИШНИМ перерасходом энергии (лишним потоком паразитной мощности)? Если это же можно получить для энергетически оптимальной, скажем, ракеты с меньшим потоком через всё ваше оборудования энергии?
Тем более что это НЕДЕТСКИЙ поток, как мы выяснили. Межзыёздны полёт требует недетского потока ватт (полезных!) на каждый кг сухой массы ракеты.
Значит поток бесполезной будет сравнимым. И в нём будет доля вредной энергии. И с ней надо бороться.
Значит надо оптимизировать, минимизировать, вообще поток энергии сколько можно-разумно.
Я удивлён что подобные БАЗОВЫЕ вещи надо кому-то объяснять!

А удельную мощность - не давали. А если и давали - то только в морду.

Я устал с вами спорить, Иван. Честное слово!

[Иван Моисеев]

Я устал с вами спорить, Иван. Честное слово!

Да, это утомительное дело, когда нет аргументов.

И все-таки.
Что такое сухая масса. Если она меняется?
Почему при уменьшении удельной мощности скорость ракеты увеличивается?
(или ПН возрастает, при той же скорости).
Почему обычную удельную мощность современных ракет вы считаете чем-то запредельным?
Почему объединенные усилия Яндекса и Гугла не могут найти удельную мощность Союза или Фалкона (и других существующих РН)?

[petrovich1964]

меньше греешь вселенную больше энергии уходит на разгон корабля, а значит больше его скорость.

\( Va>Vb  \)
\( m1Va=m2V2a  \)
\( m1Vb=m2V2b  \)
\( m2V2a>m2V2b  \)
Я удивляюсь что импульс это что сложное для вас.

[Ulkolainen]

Что такое сухая масса.

М₁ в формуле Циолковского, дословно - "масса ракеты без взрывчатых веществ".

Если она меняется?

То начинается другой расчетный этап полёта.

Почему при уменьшении удельной мощности скорость ракеты увеличивается?
(или ПН возрастает, при той же скорости).

Потому что уменьшается масса источников этой мощности, её преобразователей и радиаторов (если они конструктивно есть).
Но сюда уместна вставка о "прочих равных" и спор о том, насколько они равны.

Почему обычную удельную мощность современных ракет вы считаете чем-то запредельным?

С этим лично к нему.

Почему объединенные усилия Яндекса и Гугла не могут найти удельную мощность Союза или Фалкона (и других существующих РН)?

Потому что они предназначены для старта из гравиямы, для них надо искать тяговооруженность.

[petrovich1964]

Суть в том что за каждый Джоуль (или Ватт) энергии/мощности потраченные двиЖителем В ПУСТУЮ

В пустую?
Имеем в ракете некую массу топлива, то что мы выбросим назад, от чего ракета отталкивается. Чем выше скорость истечения тем выше скорость которую разовьёт ракета.
Все разговоры о том что надо сначала отталкиваться потихоньку а потом увеличивать скорость истечения - бред.
\( m1V1=m2V2 \)